地层学是一门基于区域研究的全球性地质学分支学科,它的核心任务是为地质作用、地质过程和地质产物建立时间坐标。英文术语stratigraphy源自拉丁文stratum(岩层)和希腊文graphia(描述,写实)的合成。早期地层学的内容和任务与上述两个词的合成含义基本相同,即地层学是描述岩层的科学或关于岩层写实的科学。较为规范和专业的表述是,地层学是研究层状岩石形成的先后顺序、地质年代及其时空分布规律的地质学分支学科,它的主要任务是建立地球科学的时间坐标,这就是狭义地层学(parochial stratigraphy)。随着地层学实践和理论研究的不断丰富和深入以及人们对岩层或层状岩石概念理解的不断扩展和深化,地层学的研究对象已从沉积岩和层状火成岩扩展到所有具有层状构造的岩石,即除了沉积岩和层状火成岩外,还包括了相当部分的变质岩和岩浆岩。由于整个地球都是分层的,所以广义的层状岩石可泛指构成地球的岩石圈和固体行星的岩层。随着研究对象的不断扩展、研究方法手段的不断更新和优化,地层学的研究对象、内容和任务也在不断地扩充,这一点在第二版《国际地层指南》(1994)中已有充分的体现。狭义地层学的表述已不能涵盖地层学的全部研究对象和研究内容。现代地层学(modern stratigraphy)是指研究层状岩石及相关地质体形成的先后顺序、地质年代、时空分布规律及其物理化学性质和形成环境条件的地质学分支学科。与狭义地层学相比,现代地层学的研究对象、内容和任务更广,但其核心内容和任务仍是研究层状岩石形成的先后顺序、地质年代及其时空分布规律,建立地球科学的时间坐标。
需要指出的是,现代地层学与狭义地层学的区别不仅体现在广度上,而且更重要的是体现在对层状岩石特征和时间属性认识理解的深度和精度上。狭义地层学的层状岩石在空间上仅包括地壳浅表岩层,更具体地说主要是构造稳定区的浅表岩层,板块缝合带的地层-岩石体由于强烈的构造混杂(浅表沉积的岩层与深部形成的岩石、原地形成的岩层与构造侵位的岩石、未变形变质的岩层与强烈变形变质的岩石的混杂),狭义地层学对这种构造活动区的地层-岩石体虽有涉及,但从未真正弄清这类地层-岩石体形成的先后顺序、地质年代及其时空分布规律。狭义地层学所指的层状岩石在时间上主要包括显生宙以来和元古宙后期的层状岩石,对构成地球历史2/3的前期地层-岩石体涉足浅少。尽管狭义和现代地层学均将查明层状岩石形成的先后顺序、地质年代及其时空分布规律,建立地质学研究的时间坐标作为其核心内容和任务,但实现这一科学目标的方法手段和精度要求是不同的。狭义地层学主要从宏观的露头尺度以岩石地层学和生物地层学为主要方法手段建立地质学研究的时间坐标,所能达到的时间分辨率通常小于或等于106 a级;现代地层学则是在狭义地层学构建的地质学时间坐标的基础上,通过综合的地层学方法手段,构建高精度的地质学时间坐标,最终使地质学的时间坐标与人类社会使用的时间坐标在一定程度上接轨(Gong et al.,2004;龚一鸣等,2008;Gradstein et al.,2012)。因此,现代地层学的研究对象、研究内容和科学目标向地层学工作者在理论和实践上提出了更高的要求。尽管“描述和写实”过去-现在-将来都是地层学研究的基本内容,但它绝不是现代地层学研究的全部。现代地层学工作者只有用日新月异的现代科学技术和地球系统科学的思想丰富和武装自己,努力进行学科交叉,交流与协作,才能真正把握现代地层学的科学内涵,实现现代地层学的科学目标,为地质学乃至地球科学的发展做出地层学的重要贡献。
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